环境化学天然水的基本特征及污染物的存在形态.pptx

第三章水环境化学

AquaticEnvironmental

Chemistry

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本章重点及难点

1、无机污染物在水体中进行沉淀-溶解、氧化-还原、配合作用、吸附-解吸、絮凝-沉淀的基本原理;

2、计算水体中金属存在形态;

3、pE计算;

4、有机污染物在水体中的迁移转化过程和分配系数、挥发速率、水解速率、光解速率和生物降解速率的计算方法。

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第一节天然水的基本特征及污染物的存在形态

ß一、天然水的基本特征

1、天然水的组成

2、天然水的性质

ß二、水中污染物的分布和存在形态

1、有机污染物

2、金属污染物

ß三、水中营养元素及水体富营养化

1、水中营养元素

2、水体富营养化

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第一节天然水的基本特征及污染物的存在形态

ß一、天然水的基本特征

1.天然水的组成{解度；

气体在水中的溶

水中金属离子；

碳酸平衡

酸度和碱度

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2.天然水的性质

水中八大主要离子；

水生生物

ß(1)八大离子：

K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-和SO42-

总含盐量(TDS)：

TDS=【K++Na++Ca2++Mg2+】+【HCO3-+Cl-+SO42-】

ß(2)水中的金属离子：

ß水溶液中金属离子：Mn+，简单的水合金属离子M(H2O)n+。

ß水中可溶性金属离子常常以多种形态存在。例如铁:Fe(OH)2+,Fe(OH)2+,Fe2(OH)24+,Fe3+,……

ß在近于中性的天然水溶液中，水合铁离子的浓度可忽略不计。

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0

[G(aq)]=KH×pG

注意：

1.计算气体的溶解度时，需要对水蒸气的分压加以校正。2.亨利定律并不能说明气体在溶液中进一步的化学反应。溶解于水中的实际气体的量，可以大大高于亨利定律表示的量。

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(3)气体在水中的溶解性

大气中的气体与溶液中

同种气体间的平衡为：

1.天然水的组成

1.天然水的组成

①氧在水中的溶解度

氧在干燥空气中的含量为20.95%。氧在水中的溶解度与

水的温度、氧在水中的分压及水中含盐量有关。水在25℃ 时的蒸汽压为0.03167×105Pa。氧在1.013×105Pa，25

℃饱和水中的溶解度：

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1.天然水的组成

不同温度下，气体在水中溶解度的计算：

Clausius-Clapeyron方程式：

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1.天然水的组成

②CO2的溶解度

CO2在干燥空气中的含量为0.0314%，水在25℃时的蒸汽压为0.03167×105Pa，CO2的亨利定律常数为3.34×10-7

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[H+]=[HCO3-]

K1=4.45×10-7

故CO2在水中的溶解度应为

[CO2]+[HCO3—]=1.24×10-5mol/L

mol/L.Pa。则CO2在水中的浓度为：

生产者、消费者、分解者；

自养生物、异养生物；

生产率、富营养化、C、N、P

★注意：

富营养化问题中，多数情况，P是限制因素，有些情况下CO2也是一个限制因素。

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(4)水生生物

生态系统、食物链中的一个重要环节；

1.天然水的组成

2.天然水的性质

2.1碳酸平

衡在水体中存在着CO2、H2CO3、HCO3-、CO32-等4种物质;

实际上H2CO3的含量极低，主要是溶解性的气体CO2。

常把CO2和H2CO3合并为H2CO3*;

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2.天然水的性质

2.1碳酸平衡

CT=[H2CO3*]+[HCO3-]+[CO32-]

CO2+H2O→H2CO3

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CO2+H2CO3

CO32-

HCO3-

以上属封闭的水溶液体系的情况；

没有考虑大气交换过程。

CT=[H2CO3*]+[HCO3-]+[CO32-]

pH

图3-1碳酸化合态分布图.

2.天然水的性质

24681012

60

40

α

100

80

20

0

一定温度下，PCO2是恒定不变的，所以[H2CO3*]保持不变；但是随着pH的改变，[HCO3-]、[CO32-]发生改变。

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2.天然水的性质

对于开放体系，应考虑大气交换过程：

lgC-pH图

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2.天然水的性质

ß比较开放体系和封闭体系的区别。

封闭体系